混凝土濕噴臺車液壓系統(tǒng)工作原理分析

摘 要：混凝土濕噴臺車是我公司研發(fā)的一款集機電液于一體的隧道噴漿施工設(shè)備，廣泛應(yīng)用于鐵路、公路隧道、邊坡、水利、水電的隧洞和涵洞、地鐵以及各種建筑工程等濕噴混凝土作業(yè)。本文能幫助您盡快了解該設(shè)備液壓系統(tǒng)工作原理，包含了安全、正確使用設(shè)備的重要信息，了解這些信息有助于避免危險、降低維修成本并能提高設(shè)備的可靠性。

關(guān)鍵詞：混凝土濕噴臺車;液壓系統(tǒng);工作原理

1. 混凝土濕噴臺車液壓系統(tǒng)的組成

混凝土濕噴臺車液壓系統(tǒng)主要由泵送系統(tǒng)、臂架系統(tǒng)、行走系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成。泵送系統(tǒng)負(fù)責(zé)將混凝土料輸送到噴頭位置，在風(fēng)環(huán)套位置與一定比例的速凝劑混合，空壓機送風(fēng)使混凝土噴射出去在受噴面上形成混凝土支護(hù)層。臂架系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制噴頭位置保持噴頭與受噴面處于最佳的噴射距離和噴射角度。行走系統(tǒng)控制車輛實現(xiàn)無極變速的前進(jìn)和后退。輔助系統(tǒng)為設(shè)備提供有效支撐，確保液壓系統(tǒng)油溫處于最佳工作狀態(tài)。

2. 泵送液壓系統(tǒng)詳細(xì)介紹

泵送液壓系統(tǒng)又詳細(xì)分為混凝土泵送系統(tǒng)、S管擺動系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，混凝土泵送系統(tǒng)、S管擺動系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)均為開式液壓系統(tǒng)。

泵送系統(tǒng)采用混凝土專用的快速換向A11VLO130柱塞泵，泵內(nèi)集成了電氣排量控制，壓力切斷及恒功率控制功能。電氣排量控制泵送速度，泵送速度和控制電流成正比。壓力切斷功能保證了柱塞泵工作的安全性，當(dāng)泵送壓力超過設(shè)定值時，泵的輸出流量自動降低，使泵送系統(tǒng)不會超壓。恒功率控制功能可根據(jù)泵內(nèi)部高壓腔的壓力大小相應(yīng)的改變泵輸出流量，實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，防止電機過載。泵輸出高壓油后進(jìn)入泵送控制閥組，實現(xiàn)砼缸的卸荷與換向動作。

S管擺動系統(tǒng)中，擺動油缸由A10VO28泵給蓄能器充液。液壓泵采用帶恒壓調(diào)節(jié)的變量泵，當(dāng)蓄能器加載并達(dá)到調(diào)定的壓力值后，泵回擺至接近零流量，但壓力保持不變。蓄能器供油通過擺缸閥組可使擺動油缸快速換向，并減小系統(tǒng)的沖擊。

攪拌系統(tǒng)由外嚙合齒輪泵，三位四通換向閥，直動式溢流閥和馬達(dá)組成，溢流閥控制攪拌系統(tǒng)最高工作壓力。當(dāng)換向閥不得電時換向閥閥芯處于中位，壓力油直接返回液壓油箱，攪拌馬達(dá)無動作。當(dāng)換向閥一側(cè)得電時，換向閥換向壓力油進(jìn)入馬達(dá)A口，馬達(dá)正傳;反之，則馬達(dá)反轉(zhuǎn)。

3. 臂架液壓系統(tǒng)詳細(xì)介紹

臂架系統(tǒng)采用A10VO71負(fù)載敏感型柱塞泵為比例多路閥供油，比例多路閥通過控制電流大小控制臂架各個動作的運動方向和運動速度。

泵負(fù)載敏感系統(tǒng)通過比例閥反饋壓力大小，確定泵最大工作壓力從而控制流量輸出，泵輸出工作壓力始終比反饋壓力高出一個固定的待命壓力值，使系統(tǒng)工作功率始終與實際需要的工作功率基本保持一致，使系統(tǒng)耗電更低，臂架系統(tǒng)更佳節(jié)能。

泵壓力切斷功能保證了柱塞泵工作的安全性，當(dāng)臂架壓力超過設(shè)定值時，泵的輸出流量自動降低，使臂架系統(tǒng)不會超壓。恒功率控制功能可根據(jù)泵內(nèi)部高壓腔的壓力大小相應(yīng)的改變泵輸出流量，實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，防止臂架動作時電機過載。

比例多路閥采用LUDV控制技術(shù)，該系統(tǒng)從比例閥壓力補償器處取系統(tǒng)最高工作壓力作為反饋控制壓力傳遞給柱塞泵，泵通過變量缸調(diào)整排量，使輸出瀏覽與系統(tǒng)需要流量相匹配。壓力補償器安裝在換向閥之后，也叫做閥后壓力補償，當(dāng)多個動作同時運動時補償器使各個動作的運動速度只與閥口開度相關(guān)，與工作壓力無關(guān)。當(dāng)整個系統(tǒng)供油量不足時，LUDV控制技術(shù)能使各個動作速度成比例的減慢，保證各個動作運動的協(xié)調(diào)性，不會出現(xiàn)有的動作先動有的動作后動的問題。使用LUDV控制技術(shù)能使臂架動作響應(yīng)速度快無延遲，動作的重復(fù)精度也更高。

4. 行走液壓系統(tǒng)詳細(xì)介紹

行走液壓系統(tǒng)包括行走回路、行車制動回路、轉(zhuǎn)向回路、駐車制動及變速箱換擋回路。

行走液壓系統(tǒng)是由A4VG125DA2閉式變量泵及A2FM80液壓行走馬達(dá)構(gòu)成的閉式液壓系統(tǒng)，采用DA控制，可實現(xiàn)變量泵的排量無級可調(diào)。行走馬達(dá)上帶有沖洗和補油閥，可將回路低壓側(cè)的液壓油泄入馬達(dá)殼體內(nèi)，然后與殼體泄油一起流入油箱，避免回路油溫過熱，從回路流走的油液必須由補油泵補充。

行車制動的控制閥為力士樂公司的調(diào)節(jié)制動閥，該閥是閉心式滑閥設(shè)計，最高輸出壓力可達(dá)到200bar，在制動系統(tǒng)中配置了與之匹配的蓄能器及充液閥，

車輛制動系統(tǒng)分為行程制動和駐車制動。行程制動系統(tǒng)由發(fā)動機輔助泵供油給充液閥，充液閥標(biāo)準(zhǔn)壓力設(shè)定為150-180bar，當(dāng)壓力低于150bar時充液閥控制輔助泵給蓄能器充液，當(dāng)充液壓力高于180bar時停止充液，使壓力油直接返回液壓油箱。當(dāng)制動踏板踩下時，踏板減壓閥工作使壓力油直接接通到制動器完成行車制動動作。踏板踩下深度越深減壓閥輸出壓力越高，制動力也就越大。駐車制動系統(tǒng)由驅(qū)動泵內(nèi)置的補油泵供油，通過一個2位4通換向閥控制，當(dāng)換向閥得電時補油壓力通往駐車制動器使駐車制動打開。當(dāng)意外斷電或者熄火時駐車制動器中壓力油返回液壓油箱，制動器通過復(fù)位彈簧使車輛實現(xiàn)駐車制動功能。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由發(fā)動機輔助泵、液壓轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向控制閥組和轉(zhuǎn)向油缸組成。當(dāng)方向盤發(fā)生轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)動扭矩通過轉(zhuǎn)向柱傳遞到液壓轉(zhuǎn)向器的輸入軸上，輔助泵輸出壓力油經(jīng)轉(zhuǎn)閥和轉(zhuǎn)定子計量裝置通往轉(zhuǎn)向油缸的左腔或者右腔實現(xiàn)轉(zhuǎn)向動作。輪胎轉(zhuǎn)動角度大小與方向盤的轉(zhuǎn)動角度成正比。在輔助泵不工作時，也能實現(xiàn)人力應(yīng)急轉(zhuǎn)向。當(dāng)方向盤不轉(zhuǎn)動時，壓力油被轉(zhuǎn)向器截止，輔助泵輸出流量變?yōu)樽钚　Ｔ谵D(zhuǎn)向器至轉(zhuǎn)向油缸之間的回路中安裝轉(zhuǎn)向控制閥組，通過改變轉(zhuǎn)向控制閥組中各電磁鐵得電的邏輯關(guān)系可保證無論設(shè)備前進(jìn)還是后退，噴漿機轉(zhuǎn)向均按駕駛員操作來動作，并能使設(shè)備可實現(xiàn)前八字，半八字和蟹行轉(zhuǎn)向的功能。

駐車制動及變速箱換擋回路的壓力油來自行走閉式泵的補油回路，油液經(jīng)由一個兩位3通電磁換向閥實現(xiàn)設(shè)備的駐車制動功能，經(jīng)由兩位四通電磁換向閥來控制變速箱的換擋動作。

5. 輔助液壓系統(tǒng)詳細(xì)介紹

輔助液壓系統(tǒng)包括電纜卷筒回路，支腿頂升及伸縮回路和車橋擺動回路。

電纜卷筒回路由減壓溢流閥，兩位兩通換向閥，調(diào)速閥及卷筒馬達(dá)組成，壓力油經(jīng)減壓溢流閥減壓，在兩位兩通換向閥得電換向后，流經(jīng)調(diào)速閥進(jìn)入卷筒馬達(dá)來驅(qū)動馬達(dá)工作。調(diào)速閥可調(diào)節(jié)卷筒的工作速度。支腿回路，電纜卷筒回路工作時，恒壓變量閥組中換向閥得電，將負(fù)載敏感泵變?yōu)楹銐罕谩?/p>

支腿頂升及伸縮回路為噴漿機支腿的動作提供動力，它的動作通過油路塊上安裝的3個三位四通電磁換向閥來控制。在頂升液壓缸上全部安裝有液壓鎖，使噴漿機在支腿抬起或固定時都能保持支腿位置不變。

為防止液壓系統(tǒng)過熱，在回路中安裝有冷卻器，冷卻器由散熱板、直流電機、散熱風(fēng)扇、溫度控制開關(guān)等幾部分組成。其結(jié)構(gòu)緊湊便于安裝;尺寸性能比高及冷卻效率高。通過溫度開關(guān)控制，可使冷卻器在液壓油溫達(dá)到55℃的時候自動工作，當(dāng)液壓油溫低于50℃的時自動停止工作。使液壓油一直保持在最佳的粘度區(qū)間，提高設(shè)備的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

劉佳（1987-），男，漢族，河北秦皇島，河北途程隧道裝備有限公司液壓工程師，主要負(fù)責(zé)非標(biāo)工程機械液壓系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試。

（河北途程隧道裝備有限公司，河北 秦皇島 066004）